{"id":85271,"date":"2021-02-19T07:32:20","date_gmt":"2021-02-19T06:32:20","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=85271"},"modified":"2021-02-17T14:08:57","modified_gmt":"2021-02-17T13:08:57","slug":"bakterium-produziert-pharmazeutische-allzweckwaffe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/bakterium-produziert-pharmazeutische-allzweckwaffe\/","title":{"rendered":"Bakterium produziert pharmazeutische Allzweckwaffe"},"content":{"rendered":"

Ein Wirkstoff aus den Bl\u00e4ttern einer Zierpflanze gilt seit einigen Jahren als m\u00f6glicher Vorreiter einer neuen Gruppe potenter Medikamente. Bislang war es jedoch sehr aufwendig, ihn in gr\u00f6\u00dferen Mengen herzustellen. Das k\u00f6nnte sich nun \u00e4ndern: Forscher der Universit\u00e4t Bonn haben ein Bakterium identifiziert, das die Substanz produziert und sich zudem problemlos im Labor z\u00fcchten l\u00e4sst. Die Ergebnisse erscheinen in der Fachzeitschrift Nature Communications<\/em>.<\/strong><\/p>\n

Die Korallenbeere schm\u00fcckt momentan wieder so manches deutsche Wohnzimmer: Sie bildet im Winter leuchtend rote Fr\u00fcchte, die sie zu dieser Zeit zu einer beliebten Zierpflanze machen. F\u00fcr Pharmazeuten ist sie dagegen aus einem anderen Grund interessant: Sie enth\u00e4lt einen Wirkstoff, der sich in den letzten Jahren als Hoffnungstr\u00e4ger gegen Asthma und bestimmte Krebsarten entpuppt hat.<\/p>\n

Leider ist es recht aufwendig, die Substanz mit dem kryptischen Namen FR900359 (abgek\u00fcrzt: FR) in gr\u00f6\u00dferen Mengen zu gewinnen. Die Anzucht der Pflanzen in Gew\u00e4chsh\u00e4usern dauert viele Wochen; zudem kann die Ausbeute je nach Exemplar enorm schwanken. Sie stellen den Wirkstoff \u00fcbrigens gar nicht selbst her, sondern beherbergen in ihren Bl\u00e4ttern Bakterien, die das f\u00fcr sie \u00fcbernehmen. \u201eDiese wachsen aber nur in der Korallenbeere und lassen sich ohne sie nicht kultivieren\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Max Cr\u00fcsemann vom Institut f\u00fcr Pharmazeutische Biologie der Universit\u00e4t Bonn.<\/p>\n

Komplexe Produktionsstra\u00dfe<\/h3>\n

Die Herstellung von FR ist ein komplexes Unterfangen. Die Bakterien verf\u00fcgen dazu \u00fcber eine spezielle Produktionsstra\u00dfe, in der eine Reihe von Enzymen Hand in Hand arbeiten. In den bakteriellen Erbanlagen ist festgehalten, wie diese Produktionsstra\u00dfe beschaffen sein muss. \u201eWir haben nun in riesigen Datenbanken nach anderen Mikroorganismen gesucht, die ebenfalls \u00fcber diese Gene f\u00fcr die FR-Synthese verf\u00fcgen\u201c, erkl\u00e4rt Cr\u00fcsemann. \u201eDabei sind wir bei einem weiteren Bakterium f\u00fcndig geworden. Im Gegensatz zu seinem Verwandten aus der Korallenbeere w\u00e4chst es nicht in Pflanzen, sondern l\u00e4sst sich leicht in Kulturmedien vermehren.\u201c<\/p>\n

Dieser Fund d\u00fcrfte k\u00fcnftig die Herstellung von FR deutlich erleichtern. Er erlaubt aber auch detailliertere Einblicke in die Funktionsweise des Wirkstoffes. \u201eWir wissen seit einigen Jahren, dass FR in den Zellen eine wichtige Gruppe von Signalmolek\u00fclen hemmt, die Gq-Proteine\u201c, erkl\u00e4rt Cornelia Hermes vom Institut f\u00fcr Pharmazeutische Biologie. \u201eDas macht FR \u00e4u\u00dferst effektiv: Bis heute ist keine andere Substanz bekannt, die Gq-Proteine \u00e4hnlich wirkungsvoll ausschaltet.\u201c<\/p>\n

Hermes promoviert in der Gruppe von Max Cr\u00fcsemann und Prof. Dr. Gabriele K\u00f6nig und war zusammen mit ihrem Kollegen Dr. Ren\u00e9 Richarz f\u00fcr einen gro\u00dfen Teil der jetzt publizierten Studie verantwortlich. Die Forscher sind darin unter anderem der Frage nachgegangen, warum FR ein solch guter Hemmstoff ist. Das Molek\u00fcl besteht aus zwei Teilen, dem eigentlichen Kern und einer Seitengruppe, die wie eine Art Arm daran h\u00e4ngt. Beide werden separat voneinander hergestellt und dann miteinander verkn\u00fcpft. \u201eDie Seitenkette ist f\u00fcr die Funktion von FR essentiell\u201c, erkl\u00e4rt Cr\u00fcsemann. \u201eWenn sie fehlt oder auch nur leicht modifiziert wird, nimmt die Hemmwirkung auf Gq-Proteine deutlich ab.\u201c<\/p>\n

Zentrale Schaltstelle in der Zelle<\/h3>\n

Gq-Proteine \u00fcbernehmen in der Zelle eine \u00e4hnliche Funktion wie die Notruf-Zentrale einer Stadt: Bei ihnen laufen verschiedene Signale der Zelle zusammen. Dadurch werden sie aktiviert und schalten dann ihrerseits bestimmte Stoffwechselprozesse an oder aus. Statt zahlreiche Signalwege zu hemmen, reicht es also, das Gq-Protein auszubremsen, um einen therapeutischen Effekt zu erzielen. Daher ist FR \u00e4u\u00dferst wirksam, allerdings auch \u2013 wenn es einfach so verabreicht w\u00fcrde \u2013 sehr giftig. \u201eZiel ist es deshalb, FR nur Zellen mit einem krankhaft ver\u00e4nderten Verhalten zu verabreichen\u201c, erkl\u00e4rt Cr\u00fcsemann. Heute lassen sich bakterielle Gene einfach und gezielt ver\u00e4ndern. \u201eAuf diese Weise k\u00f6nnen wir im Prinzip FR-Varianten mit bestimmten Eigenschaften erzeugen \u2013 also etwa solche, die zielgenau zu bestimmten Zellen im K\u00f6rper transportiert werden und nur dort ihre Arbeit verrichten\u201c, sagt der pharmazeutische Biologe.<\/p>\n

Die Geschichte des FR-Molek\u00fcls d\u00fcrfte sich durch die Studie daher um ein weiteres Kapitel verl\u00e4ngern: Entdeckt wurde der Wirkstoff bereits vor mehr als 30 Jahren von japanischen Forschern. 2015 wurde seine biologische Wirkungsweise von den Arbeitsgruppen um die Professorinnen Gabriele M. K\u00f6nig und Evi Kostenis am Institut f\u00fcr Pharmazeutische Biologie beschrieben. Diese Arbeit bildet inzwischen die Basis f\u00fcr eine Forschungsgruppe der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Weltweit erkunden heute immer mehr Arbeitsgruppen das Potenzial des Molek\u00fcls. Mit dem neu entdeckten Bakterium haben sie dazu nun ein neues Werkzeug an der Hand.<\/p>\n

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F\u00f6rderung<\/h3>\n

Die Studie wurde durch die DFG im Rahmen der Forschungsgruppe FOR 2372 \u201eG-Protein Signalkaskaden: mit neuen molekularen Sonden und Wirkstoffen zu neuen pharmakologischen Konzepten”, durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt sowie die Japanische Agentur f\u00fcr Medizinische Forschung und Entwicklung (AMED) gef\u00f6rdert.<\/p>\n

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Publikation<\/h3>\n

Cornelia Hermes, Ren\u00e9 Richarz, Daniel A. Wirtz, Julian Patt, Wiebke Hanke, Stefan Kehraus, Jan Hendrik Vo\u00df, Jim K\u00fcppers, Tsubasa Ohbayashi, Vigneshwaran Namasivayam, Judith Alenfelder, Asuka Inoue, Peter Mergaert, Michael G\u00fctschow, Christa E. M\u00fcller, Evi Kostenis, Gabriele M. K\u00f6nig & Max Cr\u00fcsemann: Thioesterase-mediated side chain transesteri \ufb01cation generates potent Gq signaling inhibitor FR900359; Nature Communications<\/em>; DOI: 10.1038\/s41467-020-20418-3
\nhttps:\/\/www.nature.com\/articles\/s41467-020-20418-3<\/a><\/p>\n

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Kontakt<\/h3>\n

Dr. Max Cr\u00fcsemann
\nInstitut f\u00fcr Pharmazeutische Biologie der Universit\u00e4t Bonn
\nTel.: 0228\/73-2676
\nE-Mail: cruesemann@uni-bonn.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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